TÍTULO: ENSINANDO A ENCONTRAR O CALOR ESPECIFICO EM SALA DE AULA: UMA PROPOSTA NO ENSINO DE TERMOQUÍMICA

AUTORES: BORGES (UFU) ; FRANCO JUNIOR (UFU)

RESUMO: O entendimento de algumas grandezas no ensino de Química e Termodinâmica Química é uma característica constante de dificuldade encontrada por alunos de ensino médio e de graduação. O ensino em sala de aula, de qualquer conteúdo, não pode se restringe à aulas expositivas que enfatizam a memorização de fatos, leis e teorias que estão direcionadas para o vestibular e desvinculadas com a formação sócio-cultural do discente. Nessa direção faz-se necessário a inserção de propostas pedagógicas que permitam um melhor entendimento de determinados conteúdos e que pode possuir certa interdisciplinaridade no ensino das ciências. Este trabalho propõe apresentar uma técnica simples e de baixo custo que permita que aluno aplique conhecimentos teóricos para encontrar e interpretar o calor específico.

PALAVRAS CHAVES: ensino termoquimica graduação

INTRODUÇÃO: A vinculação entre o conteúdo científico e o contexto no qual o aluno está inserido é uma forma de estabelecer uma ligação entre o dia-a-dia e a ciência. Quando essa relação não é estabelecida gera o desinteresse dos alunos por qualquer conteúdo e reduz o ensino a transmissão de informações que estão distantes da rotina dos alunos. O professor que age dessa forma conduz o educando a memorização, promovendo uma aprendizagem científica na qual o aluno não desenvolverá as habilidades e competências que são necessárias a um cidadão participativo. O modelo de ensino vigente nas escolas públicas é o ensino tradicional, bem como é quase incontestável que esse modelo de ensino não atende as exigências necessárias para se formar cidadãos participativos na sociedade pautada no desenvolvimento científico e tecnológico. Diante disso a experimentação pode auxiliar o docente quando adequada a realidade dos alunos e ao conteúdo trabalhado em aula. A experimentação facilita a aprendizagem dos conceitos ensinados, uma vez que motiva os alunos e a motivação é uma condição primordial para a aprendizagem. Apesar de ser uma ferramenta curricular que facilita a aprendizagem dos alunos a maioria dor professores não utilizam esse recurso, por vários motivos que não se coloca nesse trabalho por ter um caráter que gera uma extensa discussão. Um motivo comum é a falta de laboratório ou de recursos financeiros, por outro lado a existência de um laboratório em uma instituição não garante, na maioria das vezes a realização de atividades experimentais. Os experimentos com materiais simples podem ser utilizados em qualquer escola, com ou sem laboratório. Este trabalho tem como objetivo apresentar um exemplo envolvendo a termoquímica, com o cálculo de uma variável de interpretação complicada.

MATERIAL E MÉTODOS: No desenvolvimento das atividades de coletas dos dados, durante as atividades de ensino do calor especifico (Mattos e Gaspar, 2002-2003), empregou-se uma aula expositiva envolvendo o equilíbrio térmico e trocas de calor entre corpos. Equações foram colocadas, discutiram-se sistemas de unidades. A primeira lei da termodinâmica foi apresentada e utilizada para definir o calor especifico. A partir de então foram desenvolvidos roteiros de atividades experimentais utilizando materiais simples do dia-a-dia dos alunos. Esses roteiros foram planejados de acordo com o conteúdo abordado em sala de aula. O objetivo de cada uma das atividades experimentais realizadas foi o de estabelecer relações entre o conhecimento teórico ensinado com o experimento a ser realizado, utilizando materiais simples. Dentre os materiais utilizados estão: água, termômetro, ebulidor, copos de vidro, vela, fósforo, copo e alumínio, pedaços ou retalhos de alumínio, ferro, tubos de plástico, todos já aferidos a massa. Os alunos foram divididos em grupos. Cada grupo recebeu um roteiro experimental para registrar suas observações e um material metálico (ferro ou alumínio) para trabalhar. Solicita-se ao aluno demonstrar a equação para cálculo e revisar a literatura buscando valor experimental publicado. Consulta a tabelas onde o valor é publicado pode ser feita e desvios são calculados.

RESULTADOS E DISCUSSÃO: O procedimento experimental é bastante simples. Inicialmente, adiciona-se um determinado volume de água (150 -250 mL) no recipinete de troca térmica. Com um termômetro de vidro ou similar lê-se a temperatura ambiente. Pesa-se o retalho de metal ou material qualquer. Subsequentemente, a água é aquecida a uma temperatura de 60°C, aproximadamente. Coloca-se o termômetro no interior da água e passa-se a medir o decaimento de sua tem¬peratura em intervalos de um minuto, o que vai possibili¬tar a construção da curva de resfriamento, que representa a perda de calor do sistema inicial (água) para a vizinhança. Quando a temperatura atingir cerca de 45°C, aproximadamente, o bloco de metal (corpo metálico) é imerso na água (neste momento o sistema passa a ser água + bloco metálicoo). A partir desse instante é necessário medir a temperatura da água a cada 5 segundos até que a taxa de decaimento da temperatura retome o ritmo anterior à imersão do bloco, quando volta-se a medir em intervalos de um minuto. As tabelas 1-2 mostram os resultados para decaimento de temperatura para o alumínio e o ferro. Os gráficos 1-4 ilustram esse decaimento antes e apos a introdução do metal na água.
Com este experimento abordou-se os fenômenos físico-químicos de troca térmica entre corpos. O experimento permitiu a abordagem da primeira lei da termodinâmica, a lei de resfriamento de Newton (Silva et al., 2003), bem como o calculo do calor específico.
Aplicando-se a primeira lei e o equilíbrio térmico encontraram-se os valores de Cp para alumínio e ferro que estão registrados na Tabela 3. Os desvios relativos ao valor da literatura encorajam a utilização da técnica em sala de aula para ilustração de uma aula teórica.






CONCLUSÕES: Atividades experimentais que favoreçam a aprendizagem e gerem motivação devem ser incentivadas em nossas práticas pedagógicas, de maneira que os conteúdos químicos se fixem mais fortemente na memória do discente. O emprego de experimentos como o proposto propicia a contextualização no ensino de Termodinâmica Química estabelecendo uma ponte entre o conhecimento teórico e o diário vivenciado pelo aluno. A experimentação desenvolve habilidades e competências que propiciam a discussão de questões. No caso deste trabalho, os baixos desvios animam a aplicação da técnica, em sala de aula.

AGRADECIMENTOS: PIBIC/FAPEMIG (auxilio viagem e TEC 0005-2008)/UFU

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: [1] SILVA, W. P; PRECKER, J. W.; SILVA, C. M. D. P. S; SILVA, D. D. P. S.; SILVA, C. D. P. S. Medida de calor específico e lei de resfriamento de Newton: um refinamento na análise dos dados experimentais. Rev. Bras. Ens. Fis. 25(4), 2003
[2] MATTOS, C; GASPAR, A. Uma medida do calor específico sem calorímetro. Rev. Bras. Ens. Fis. 25(1), 2003.
[3] MATTOS, C. R. e GASPAR, A. (2002), Introducing specific heat through cooling curves, Phys. Teach., 40(7), 415.